DE2914323C2 - Ansteuerung für ein Schütz zum Wiedereinschalten desselben nach einer Unterbrechung der Speisespannung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für ein Schütz zum Wiedereinschalten desselben nach einer Unterbrechung der Speisespannung mit einer ersten Überwachungsschaltung zum Überwachen der Speisespannung für das Schütz und einer zweiten Überwachungsschaltung zum Überwachen des Schaltzustandes des Schützes, die beide ausgangsseitig an eine Steuerschaltung angeschlossen sind, der ein Ausgangskreis zum Erzeugen eines Wiedereinschaltbefehls für das Schütz nachgeschaltet ist, wobei die Steuerschaltung bei Wiederkehren der Speisespannung innerhalb einer gegebenen Zeitspanne und bei vor der Spannungsunterbrechung eingeschaltet gewesenem Schütz ein ein Ansprechen des Ausgangskreises bewirkendes Steuersignal erzeugt.
• Aus der DE-AS 24 05 908 ist beispielsweise eine solche Ansteuerschaltung bekannt. Eine die Steuerspannung des Hauptschützes überwachende Einrichtung gibt bei Spannungsunterbrechnungen ein zeitverzögertes Signal an eine Endlagenfehlerüberwachung ab. Diese bildet in Abhängigkeit vom zeitverzögerten Signal und der in Befehlsspeichern gespeicherten Sollstellung sowie der Rückmeldungen von Meldekontakten des Hauptschützes Endlagenfehlermeldungen, welche über weitere Gatter und Verstärker auf Koppelschütze einwirken.
• Derartige Ansteuerschaltungen dienen dazu, ein bei einer Unterbrechnung der Speisespannung abgefallenes Schütz bei Spannungsrückkehr automatisch wieder einzuschalten, falls die Dauer der Spannungsunterbrechnung kleiner war als die gegebene Zeitspanne.
• Während der spannunglosen Pause darf jedoch die Ansteuerschaltung nicht stillgesetzt werden, sondern muß zur Erfüllung ihrer Aufgabe in Betrieb bleiben.
• Bei bekannten Lösungen wird die Aufrechterhaltung des Funktionsablaufes in der Ansteuerschaltung dadurch bewirkt, daß bei Ausfall der Speisespannung die Stromversorgung für alle signalverarbeitenden Teile der Ansteuerschaltung sichergestellt wird. Das wird z. B. dadurch erreicht, daß die Speisung des Schützes und der Ansteuerschaltung von verschiedenen Netzen her erfolgt. Eine weitere Möglichkeit besteht im Vorsehen von Pufferbatterien, die bei Netzausfall die Stromversorgung für die Ansteuerschaltung übernehmen.
• Alle diese Lösungen sind jedoch recht aufwendig und daher mit entsprechend hohen Kosten verbunden.
• In der DE-AS 11 40 631 ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Sicherstellung der Stromversorgung einen Speicherkondensator vorzusehen, der bei Spannungsausfall die Speisung der signalverarbeitenden Teile der Ansteuerschaltung übernimmt. Dieser Speicherkondensator muß entsprechend groß dimensioniert werden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren einwandfreie Funktionsweise bei Ausfall der Speisespannung für das Schütz auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt wird, ohne daß hierzu äußere Hilfsmittel, etwa eine Notstromquelle notwendig sind.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen bei eingeschaltetem Schütz an die Speisespannung angelegten, bei Speisespannungsunterbrechung von letzterer abtrennbaren und sich über einen Entladekreis entladenden Kondensator sowie einen an diesen angeschlossenen, bei Spannungsrückkehr den Ladezustand des Kondensators abtastenden Vergleichskreis aufweist, der nach Maßgabe des abgetasteten Ladezustandes des Kondensators ein das Ansprechen des Ausgangskreises bewirkendes Steuersignal erzeugt.
• Bei eingeschaltetem Schütz und intakter Stromversorgung ist der Kondensator aufgeladen. Bei Ausfall der Speisespannung erfolgt eine Entladung über den Entladekreis. Während der Speisespannungsunterbrechung wird daher der Funktionsablauf auch ohne äußere Speisung aufrechterhalten. Bei Rückkehr der Speisespannung wird der Ladezustand des Kondensators, der von der Dauer der Spannungsunterbrechung abhängt, abgetastet. Je nach Ladezustand, d. h. je nach Dauer der Spannungsunterbrechung, wird der Ausgangskreis aktiviert oder nicht, um das Schütz einzuschalten bzw. im ausgeschalteten Zustand zu belassen. Da, wie erwähnt, die Ansteuerschaltung bei Ausfall der Speisespannung ohne äußere Stromversorgung auskommt, kann sie ohne weiteres vom gleichen Netz gespeist werden wie das Schütz.
• Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 das Schaltbild eines Steuerkreises für ein Schütz mit einer Ansteuerschaltung,
• Fig. 2 das Blockschaltbild, und
• Fig. 3 das Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispieles einer Ansteuerschaltung,
• Fig. 4 das Blockschaltbild, und
• Fig. 5a, 5b und 5c das Schaltschema einer zweiten Ausführungsform einer Ansteuerschaltung.
• Fig. 1 zeigt das Schaltbild des Steuerkreises für ein Schütz mit angeschlossener Ansteuerschaltung. Zwischen die Speiseleitungen 1 und 2 eines Speisenetzes sind in Serie der Kontakt 3 eines thermischen Überstromauslösers, eine AUS-Taste 4, eine EIN-Taste 5 und die Spule 6 eines Schützes geschaltet. Parallel zur EIN- Taste 5 ist ein Arbeitskontakt 6 a des Schützes 6 geschaltet. An die Speiseleitungen 1 und 2 sind die Eingänge A bzw. B einer nur schematisch dargestellten Ansteuerschaltung 7 angeschlossen. Von dieser Ansteuerschaltung 7 ist nur ein Umschaltkontakt k gezeigt, der über die Ausgänge C und E parallel zur EIN-Taste 5 geschaltet ist. Die Speisespannung U _N kann eine Gleichoder Wechselspannung sein. Für die folgenden Ausführungen wird jedoch angenommen, daß die Speisespannung U _N eine Wechselspannung sei.
• Die Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 ist wie folgt:
• Beim Betätigen der EIN-Taste 5 wird das Schütz 6 eingeschaltet und hält sich über den Arbeitskontakt 6 a selbst. Durch Betätigen der AUS-Taste 4 bzw. durch Öffnen des Kontaktes 3 erfolgt auf bekannte Weise ein Abschalten des Schützes 6. Fällt nun bei eingeschaltetem Schütz 6 die Netzspannung U _N aus, so fällt das Schütz 6 sofort ab. Der Ausfall der Speisespannung wird auf noch zu beschreibende Weise von der Ansteuerschaltung 7 festgestellt. Über die Eingänge E und B erhält die Ansteuerschaltung 7 die Information über den Schaltzustand des Schützes 6 vor Ausfall der Speisespannung. Bei eingeschaltetem Schütz und intakter Stromversorgung tritt zwischen den Anschlüssen E und B die Spannung U _S &sub2; auf. Bei Wiederkehr der Speisespannung U _N wird dann ein Umschalten des Kontaktes k und somit ein Wiedereinschalten des Schützes 6 bewirkt, wenn die Dauer der Spannungsunterbrechung eine festgelegte Zeitspanne nicht überschritten hat. Andernfalls verbleibt der Kontakt k in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, so daß ein Wiedereinschalten des Schützes 6 über die EIN-Taste 5 erfolgen muß. In der Fig. 1 ist weiter die Steuerspannung U _S &sub1; dargestellt, die immer dann zwischen den Anschlüssen C und B der Ansteuerschaltung 7 herrscht, wenn die AUS-Taste 4 und der Kontakt 3 geschlossen sind. Die Bedeutung dieser Steuerspannung U _S &sub1; wird anhand des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 4 und 5 noch näher erläutert werden.
• Die Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Ansteuerschaltung 7. Diese weist eine erste Überwachungsschaltung 8 zum Überwachen der Speisespannung U _N und eine zweite Überwachungsschaltung 9 zum Überwachen des Schaltzustandes des Schützes 6 auf. Diese beiden Überwachungsschaltungen 8 und 9 sind ausgangsseitig an eine Steuerschaltung 10 angeschlossen, der ein Ausgangskreis 11 nachgeschaltet ist. Die Überwachungsschaltung 8 ist eingangsseitig an die Speisespannung U _N angelegt und erzeugt ein Ausgangssignal, das für das Vorhandensein bzw. Fehlen der Speisespannung U _N kennzeichnend ist. An den Eingang der anderen Überwachungsschaltung 9 wird die Steuerspannung U _S &sub2; angelegt. Das von der Überwachungsschaltung 9 erzeugte Ausgangssignal ist kennzeichnend für den EIN-Zustand bzw. AUS- Zustand des Schützes 6. Die Steuerschaltung 10 erzeugt bei einem Ausfall der Speisespannung U _N an seinem Ausgang dann ein Steuersignal, wenn die Speisespannung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer wieder zurückkehrt. Das von der Steuerschaltung 10 erzeugte Steuersignal bewirkt ein Ansprechen des Ausgangskreises 11, der seinerseits einen Wiedereinschaltbefehl für das Schütz 6 abgibt, d. h. ein Betätigen des Kontaktes k (Fig. 1) zur Folge hat.
• In Fig. 3 ist das Schaltschema dieser ersten Ausführungsform der Ansteuerschaltung dargestellt. An die beiden Anschlüsse A und B der Ansteuerschaltung 7 ist ein Transformator 12 angeschlossen, dem ein Brückengleichrichter 13 nachgeschaltet ist. An den Pluspol dieses Brückengleichrichters ist die Speiseleitung 14 und an den Minuspol die Speiseleitung 15 angeschlossen. Über diese Speiseleitungen 14 und 15 erfolgt die Stromversorgung der signalverarbeitenden Teile der Ansteuerschaltung 7. Die Speiseeinheit weist ferner eine Entkopplungsdiode D 1, einen Glättungskondensator C 1 sowie einen Widerstand R 1 und eine Zenerdiode ZD 1 auf, die zur Spannungsstabilisierung dient. Die Anode dieser Zenerdiode ZD 1 ist mit der Basis eines Transistors T 1 verbunden, der Teil der Überwachungsschaltung 8 bildet. Im folgenden werden nun die weiteren zu dieser Überwachungsschaltung 8 gehörenden Schaltelemente erwähnt. Ein einen Teil eines Hilfszeitkreises bildender Kondensator C 2 ist über eine Entkoppelungsdiode D 2 zwischen die Speiseleitungen 14 und 15 geschaltet. Dieser Kondensator D 2 ist über Widerstände R 2 und R 3 mit dem Gate eines Feldeffekttransistors FT 1 verbunden. Dieser Feldeffekttransistor FT 1 ist über eine Zenerdiode ZD 2 an das Gate eines weitern Feldeffekttranssistors FT 2 angeschlossen. FT 2, der noch zur Überwachungsschaltung 8 gehört, ist mit zwei weitern Feldeffekttransistoren FT 3 und FT 4, die Teil der Steuerschaltung 10 bilden, in Serie geschaltet. Die Überwachungsschaltung 8 weist noch einen Zeitkreis auf, der durch die Serieschaltung eines Kondensators C 3 und eines Widerstandes R 4 gebildet ist. Dieser Zeitkreis ist mit der Kollektor-Ermitter- Strecke des Transistors T 1 in Serie geschaltet.
• Diese Überwachungsschaltung 8 arbeitet wie folgt:
• Sobald an die Klemmen A und B die Speisespannung U _N angelegt wird, wird der Glättungskondensator C 1 aufgeladen. Wird der Referenzwert der Zenerdiode ZD 1 erreicht, wird der Transistor T 1 in den leitenden Zustand versetzt, was ein Anlegen des Zeitkreises C 3, R 4 an die Zuleitungen 14, 15 zur Folge hat. Der Kondensator C 3 wird nun über den Widerstand R 4 aufgeladen. Falls der Kondensator C 3 auf eine Spannung aufgeladen ist, die größer ist als der Referenzwert der Zenerdiode ZD 2 plus die Schwellspannung des Feldeffekttransistors FT 2, wird der Feldeffekttransistor FT 2 leitend. Bei Rückkehr der Speisespannung U _N nach einer Speisespannungsunterbrechung hat demnach der Zeitkreis C 3, R 4 ein zeitlich verzögertes Einschalten des Feldeffekttransistors FT 2 zur Folge. Dieses verzögerte Einschalten von FT 2 ist nötig, um auf noch zu beschreibende Weise ein richtiges Funktionieren der Überwachungsschaltung 10 zu gewährleisten. Bei Ausfall der Netzspannung U _N wird der Kondensator C 2 von Bedeutung. Sobald die Speisespannung U _N verschwindet, entlädt sich dieser Kondensator C 2 sehr schnell über die Widerstände R 2 und R 2&min;. Durch dieses Entladen von C 2 wird der Feldeffekttransistor FT 1 leitend, was ein Sperren des Feldeffekttransistors FT 2 zur Folge hat. Mit dem Sperren von FT 2 wird, wie das noch zu erläutern sein wird, die Speisung des Kondensators der Überwachungsschaltung 10 sofort unterbrochen. Das Entladen des Kondensators C 2 erfolgt schneller als das Abklingen der Speisespannung U _N , so daß die Speisung der Schaltung während dem Entladen von C 2 aufrechterhalten bleibt.
• Die an die Klemmen E und B der Ansteuerschaltung 7 angeschlossene zweite Überwachungsschaltung 9 weist eine Diode D 3 zum Gleichrichten der Steuerspannung U _S &sub2; auf. Die beiden Widerstände R 5 und R 6 dienen zum Begrenzen des Eingangsstromes. Eine Zenerdiode ZD 3 dient zum Begrenzen der Eingangsspannung für die nachfolgenden Schaltungselemente. Der Zenerdiode ZD3 kann eine Entkoppelungsdiode D 4 nachgeschaltet sein, die dazu dient, die Aufladezeitkonstante und die Entladezeitkonstante eines als Zwischenspeicher dienenden Kondensators C 4 unterschiedlich wählen zu können. Über einen Widerstand R 7 ist dieser Kondensator C 4 mit der Basis eines Transistors T 2 verbunden, dessen Kollektor mit dem Gate der Feldeffekttransistoren FT 3 und FT 4 der Steuerschaltung 10 verbunden ist. Der Transistor T 2 bildet somit das Ausgangsglied der Überwachungsschaltung 9. Liegt die Spule 6 des Schützes an Spannung, dann erscheint, wie bereits erwähnt, an den Klemmen E, B die Steuerspannung U _S &sub2;. Der Kondensator C 4 wird nun relativ rasch aufgeladen, wobei die Aufladezeitkonstante durch die Widerstände R 5, R 4 und C 4 gegeben ist. Hat der Kondensator C 4 einen Ladezustand erreicht, der über den Widerstand R 7 das Fließen eines genügend großen Basisstromes erlaubt, so wird der Transistor T 2 leitend und gibt somit an die Steuerschaltung 10 die Information "Schütz ein" ab. Wird die Spule des Schützes 6 spannungslos, so entlädt sich der Kondensator C 4 über den Widerstand R 7 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors T 2 mit einer Entladezeitkonstante, die größer ist als die Aufladezeitkonstante und die auf die Zeitabläufe in den übrigen Schaltungsteilen der Ansteuerschaltung 7 abgestimmt ist.
• Die Steuerschaltung 10 weist, wie bereits erwähnt, zwei über eine Diode D 5 in Serie geschaltete Feldeffekttransistoren FT 3 und FT 4 auf, die vom Transistor T 2 der Überwachungsschaltung 9 gesteuert werden. Zwischen diese beiden Feldeffekttransistoren FT 3 und FT 4 ist über einen Widerstand R 8 ein Kondensator C 5 angeschlossen, der weiter mit der Zuleitung 15 verbunden ist. Dieser Kondensator C 5 ist in einen Entladekreis geschaltet, der weiter eine Serienschaltung eines Potentiometers R 9, eines Widerstandes R 10 und einer Diode D 6 aufweist. Über die verhältnismäßig niedrige Impedanz der spannungslosen Schaltung ist dieser Entladekreis geschlossen. Zur Abtastung des Ladezustandes des Kondensators C 5 ist ein Spannungskomparator 16 vorhanden, der durch einen hochohmigen Operationsverstärker gebildet ist. Der Kondensator C 5 ist über die Widerstände R 9 und R 10 mit dem Eingang 3 des Komparators 16 verbunden. Der Eingang 2 des Komparators 16 ist mit dem Abgriff eines einstellbaren Widerstandes R 12 verbunden, der mit weiteren Widerständen R 11 und R 13 in Serie geschaltet ist. Diese Widerstände R 11, R 12 und R 13 bilden einen Spannungsteiler, durch den die am Eingang 23 anliegende Referenzspannung bestimmt wird. Der als Spannungskomparator 16 dienende Operationsverstärker ist so hochohmig, daß er während der spannungslosen Phase bei einem Netzausfall keine Belastung des Entladekreises darstellt und über das Potentiometer R 9 ohne Verfälschung die Spannung am Kondensator C 5 messen kann. Der Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 ist über eine Zenerdiode ZD 4 und einen Widerstand R 14 mit der Basis eines Transistors T 3 verbunden, der Teil des Ausgangskreises 11 bildet. In Serie mit der Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors T 3 ist ein Relais K mit einem Umschaltkontakt k sowie ein weiterer Transistor T 4 und eine Diode D 7 geschaltet. Der Transistor T 4 dient als Serienregler zur Begrenzung der Spannung am Relais K.
• Die Funktionsweise der Steuerschaltung 10 und des Ausgangskreises 11 ist wie folgt:
• Das Auf- und Entladen des Kondensators C 5 wird durch die beiden Feldeffekttransistoren FT 3 und FT 4 gesteuert. Wie bereits erwähnt, erfolgt das Ein- und Ausschalten von FT 3 und FT 4 vom Transistor T 2 der Überwachungsschaltung 9 her. Ist das Schütz 6 eingeschaltet, so leitet, wie bereits beschrieben, der Transistor T 2. Das bewirkt, daß der obere Feldeffekttransistor FT 3 leitet, während der untere Feldeffekttransistor FT 4 gesperrt ist. Da, wie erwähnt, der Feldeffekttransistor FT 2 der Überwachungsschaltung 8 ebenfalls leitet, wird der Kondensator C 5 über den Widerstand R 8 aufgeladen. Bei eingeschaltetem Schütz 6 befindet sich somit der Kondensator C 5 im geladenen Zustand. Wird nun das Schütz 6 bewußt abgeschaltet, z. B. durch Betätigen der AUS-Taste 4 oder Öffnen des Kontaktes 3, so verschwindet die Steuerspannung U _S &sub2; an den Eingängen E und B, was nach Ablauf einer kurzen Verzögerungszeit bewirkt, daß der Transistor T 2 sperrt. Das hat wiederum ein Sperren des Feldeffekttransistors FT 3 und ein Einschalten des Feldeffekttransistors FT 4 der Steuerschaltung 10 zur Folge. Der Kondensator C 5 entlädt sich über den Widerstand R 8. Bei dieser normalen Abschaltung greift die Ansteuerschaltung 7 demnach nicht in den Funktionsablauf ein.
• Fällt nun die Speiseschaltung U _N aus, so erfolgt auf die bereits beschriebene Weise ein sofortiges Sperren des Feldeffekttransistors FT 2. Das hat ein sofortiges Abtrennen des Kondensators C 5 von seiner Speisung zur Folge. Ein Entladen des Kondensators C 5 über den Feldeffekttransistor FT 3 wird durch die Diode D 5 vermieden. Der Kondensator C 5 entlädt sich nun über das Potentiometer R 9, den Widerstand R 10, die Diode D 6 und die vergleichsweise niedrige Impedanz der spannungslosen Schaltung.
• Kehrt nun die Netzspannung U _N wieder, so ist es wesentlich, daß der Kondensator C 5 während einer gewissen Periode von der Speisung abgetrennt bleibt, damit sein Ladezustand abgetastet werden kann. Das wird wie bereits beschrieben durch das verzögerte Wiedereinschalten des Feldeffekttransistors FT 2 bewirkt. Nach Rückkehr der Speisespannung U _N wird der Ladezustand des Kondensators C 5, d. h. dessen Spannung, durch den Spannungskomparator 16 abgetastet. Liegt nun die Spannung am Kondensator C 5 beim Wiederkehren der Spannung über dem am Eingang 2 des Komparators 16 anliegenden Referenzwert, so erscheint am Ausgang 6 des Komparators 16 ein Ausgangssignal, das ein Einschalten des Transistors T 3 des Ausgangskreises 11 bewirkt. Das hat ein Einschalten des Relais K zur Folge, wodurch der Kontakt k umgeschaltet wird und die Anschlüsse C und E miteinander verbindet. Dadurch wird das Schütz 6 wieder eingeschaltet und an den Eingängen E und B die Steuerspannung U _S &sub2; angelegt, die den Feldeffekttransistor FT 3 leitend steuert, so daß der Kondensator C 5 nach Öffnen des Feldeffekttransistors FT 2 sofort wieder aufgeladen wird (Rückkopplung). Ist jedoch die Spannung niedriger als der Referenzwert, so erscheint am Ausgang des Komparators 16 kein Ausgangssignal, womit ein Ansprechen des Relais K und ein Wiedereinschalten des Schützes 6 unterbleibt.
• Mit dem Potentiometer R 9 kann die Entladezeitkonstante des Kondensators C 5 verändert werden, was es ermöglicht, die Zeitspanne einstellen zu können, innerhalb welcher ein Wiederkehren der ausgefallenen Netzspannung U _N zu einem Wiedereinschalten des Schützes 6 führt.
• Bei der beschriebenen Ansteuerschaltung wird demnach das Schütz 6 automatisch wiedereingeschaltet, falls die Netzspannungsunterbrechung kürzer ist als die durch die Steuerschaltung 10 festgelegte Zeitdauer. Ist mehr als ein Schütz an dasselbe Speisenetz geschaltet, so wird häufig verlangt, daß beim Wiederkehren der Speisespannung nach einer Spannungsunterbrechung die einzelnen Schütze gestaffelt eingeschaltet werden, um die Netzbelastung beim Wiederkehren der Speisespannung möglichst gering zu halten. Das trifft vor allem bei Motorschützen zu, die Antriebsmotoren ans Netz schalten. Eine derartige Ansteuerschaltung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
• Wie das Blockschema gemäß Fig. 4 zeigt, weist eine solche Ansteuerschaltung gleich wie die in Fig. 2 gezeigte Lösung zwei Überwachungsschaltungen 8 und 9, eine Steuerschaltung 10 sowie einen Ausgangskreis 11 auf. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist bei der in Fig. 4 gezeigten Variante zwischen Steuerschaltung 10 und Ausgangskreis 11 ein Zeitverzögerungskreis 17 geschaltet, der außer dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 10 noch das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung 9 und dasjenige einer weiteren Überwachungsschaltung 18 empfängt, welche auf das bei intakter Speisung erfolgende Ein- bzw. Ausschalten des Schützes anspricht. Der Ausgangskreis 11 ist außer mit dem Zeitverzögerungskreis 17 noch mit einem Einschaltkreis 19 für Schnellwiedereinschaltung verbunden.
• Wie bereits anhand der Fig. 2 beschrieben, erzeugt die Steuerschaltung 10 dann ein Ausgangssignal, wenn nach einer Unterbrechung der Speisespannung diese innerhalb einer gegebenen Zeitspanne wiederkehrt und vor dieser Spannungsunterbrechung das Schütz 6 (Fig. 1) eingeschaltet war. Dieses Steuersignal der Steuerschaltung 10 stößt den Zeitverzögerungskreis 17 an, der nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer ein Ausgangssignal erzeugt, welches ein Ansprechen des Ausgangskreises 11 und somit ein Wiedereinschalten des Schützes 6 zur Folge hat. Dauert die Unterbrechung der Speisespannung U _N nur eine sehr kurze Zeit, die wesentlich kürzer ist als die durch die Steuerschaltung 10 gegebene Zeitdauer, so bewirkt der Einschaltkreis 19 ein sofortiges Ansprechen des Ausgangskreises 11 und somit ein sofortiges Wiedereinschalten des Schützes 6. Das Ansprechen des Einschaltkreises 19 hat keinen Einfluß auf den Funktionsablauf in der Steuerschaltung 10 und im Zeitverzögerungkreis 17. An die Überwachungsschaltung 18 wird die Steuerspannung U _S &sub1; (Fig. 1) angelegt, die immer dann vorhanden ist, wenn kein AUS-Befehl für das Schütz 6 vorliegt, d. h. wenn die AUS-Taste 4 und auch der Kontakt 3 des thermischen Überstromauslösers geschlossen sind. Wird nun nach Rückkehr der Speisespannung U _N und bevor das Schütz 6 über den Zeitverzögerungskreis 17 wieder eingeschaltet wird, durch Öffnen der AUS-Taste 4 bzw. des Kontaktes 3 ein Abschaltbefehl erteilt, so verschwindet die Steuerspannung U _S &sub1; und die Überwachungsschaltung 18 erzeugt ein Zurückstellen des Zeitverzögerungskreises 17, wodurch ein Wiedereinschalten des Schützes verhindert wird.
• Anhand der Fig. 5 wird nun der genauere Aufbau dieser Ansteuerschaltung beschrieben. Diese Fig. 5 setzt sich aus den Teilfiguren 5a, 5b und 5c zusammen, die nebeneinandergereiht das vollständige Schaltschema ergeben.
• In Fig. 5a sind die Überwachungsschaltungen 8 und 9 sowie die Steuerschaltung 10 dargestellt. Diese Schaltungsteile entsprechen in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise den Überwachungsschaltungen 8 und 9 bzw. der Steuerschaltung 10 gemäß Fig. 3. Sich entsprechende Schaltungselemente sind daher in der Fig. 3 und 5a mit denselben Bezugszeichen versehen. Für die genauere Beschreibung des in der Fig. 5a dargestellten Teils der Ansteuerschaltung wird demzufolge auf die vorstehenden Erläuterungen zur Fig. 3 verwiesen. Zusammenfassend wird nur nochmals darauf hingewiesen, daß am Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 dann ein Ausgangssignal erscheint, wenn nach einer Unterbrechung der Speisespannung U _N diese innerhalb einer durch die Steuerschaltung 10 festgelegten Zeitspanne wiederkehrt und vor der Speisespannungsunterbrechung das Schütz 6 eingeschaltet war, d. h. die Steuerspannung U _S &sub2; vorhanden war. Der Transistor T 2 der Überwachungsschaltung 9 befindet sich dann im leitenden Zustand, wenn an den Klemmen E und B die Steuerspannung U _S &sub2; anliegt, d. h. wenn das Schütz 6 eingeschaltet ist.
• Wie aus Fig. 5b hervorgeht, die den an die Fig. 5a anschließenden Schaltungsteil zeigt, ist der Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 über einen Widerstand R 15 mit der Basis eines Transistors T 5 verbunden. Durch ein am Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 erscheinendes Ausgangssignal wird der Transistor T 5 in den leitenden Zustand versetzt, wodurch ein mit seiner Basis an den Kollektor des Transistors T 5 angeschlossener weiterer Transistor T 6 eingeschaltet wird. Durch das Einschalten dieses Transistors T 6, der mit seinem Emitter an die Speiseleitung 14 (Leitung b) angeschlossen ist, wird der Zeitkreis des Zeitverzögerungskreises 17 an Spannung gelegt. Dieser Zeitkreis weist einen Timer 20 bekannter Bauart auf. An den Eingang 6, 7 dieses Timers 20 ist ein eine Serienschaltung eines Potentiometers R 16 und eines Kondensators C 6 aufweisendes Zeitglied geschaltet. An die Klemme 4 des Timers 20 ist ein Transistor T 7 angeschlossen, der auf noch zu beschreibende Weise durch das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung 18 gesteuert wird und zum Zurückstellen des Timers 20 beim Auftreten eines AUS-Befehls für das Schütz 6 dient. Die an den Anschluß 2 des Timers 20 angeschlossenen Schaltungselemente, d. h. eine Zenerdiode ZD 5 und ein Widerstand R 17, dienen zum Einstellen eines definierten Anfangszustandes für den Timer 20. An den Anschluß 5 des Timers 20 ist ein Eichkreis angeschlossen, der durch einen einstellbaren Widerstand R 18 und einen Kondensator C 7 gebildet wird. Der Ausgang 3 des Timers 20 ist mit dem Eingang 1 eines NOR-Gatters 22 verbunden, das mit weitern NOR- Gattern 23, 24 und 25 zu einem C-MOS-Logikbaustein 21 zusammengefaßt ist. Der Eingang 2 des NOR-Gatters 22 ist mit dem Kollektor eines Transistors T 8 verbunden. Dieser Transistor T 8 wird leitend, sobald der Transistor T 6 eingeschaltet und damit der Timer 20 an Spannung gelegt wird. Bei leitendem Transistor T 8 ist der Spannungspegel am Eingang 2 des NOR-Gatters 22 tief (Wert 0). Bei gesperrtem Transistor T 6, d. h. bei von der Speisung abgetrenntem Timer 20, ist auch der Transistor T 8 ausgeschaltet. In diesem Fall ist der Eingang des NOR- Gatters 22 über den Widerstand R 19 an die Zuleitung b angelegt. An diesem Eingang 2 steht somit der Signalzustand 1 an. Dieser Transistor T 8 dient demnach dazu, beim Wiederkehren der Speisespannung U _N während der Auswertezeit der Steuerschaltung 10, d. h. bis zum Zeitpunkt, in dem am Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 ein Ausgangssignal erscheint, am Eingang 2 des NOR-Gatters 22 den Signalzustand 1 zu erzeugen, da während dieser Auswertezeit der Signalzustand am Eingang 1 des NOR- Gatters 22 undefiniert ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 22 ist mit dem einen Eingang 8 eines weitern NOR-Gatters 24 verbunden, dessen anderer Eingang 9 an den Ausgang 4 des NOR-Gatters 23 angeschlossen ist. Die Eingänge 5 und 6 dieses NOR-Gatters 23 sind mit dem Kollektor des Transistors T 2 der Überwachungsschaltung 9 (Fig. 5a) verbunden. Ist bei ausgeschaltetem Schütz 6 der Transistor T 2 gesperrt, dann steht an den Eingängen 5, 6 des NOR- Gatters 23 über den Widerstand R 20, der zwischen den Kollektor des Transistors T 2 und die Zuleitung b geschaltet ist, der Signalzustand 1 an. Befindet sich jedoch der Transistor T 2 bei eingeschaltetem Schütz 6 im leitenden Zustand, so weisen die Eingänge 5, 6 des NOR- Gatters 23 den Signalzustand 0 auf. Der Ausgang 10 des NOR-Gatters 24 ist an die Eingänge 12, 13 des NOR- Gatters 25 angeschlossen, der über eine Diode D 8 und einen Widerstand R 21 mit einem Kondensator C 8 und mit dem Eingang 3 eines Spannungskomparators 26, der durch einen Operationsverstärker gebildet wird, verbunden ist. Parallel zum Kondensator C 8 ist ein Potentiometer R 22 und ein Widerstand R 23 geschaltet, die mit dem Kondensator C 8 einen Entladekreis bilden.
• Am Eingang 2 des Spannungskomparators 26 liegt eine Referenzspannung an, die durch einen Widerstand R 24 und eine Zenerdiode ZD 6 festgelegt wird. Der Ausgang 6 des Spannungskomparators ist mit dem Ausgangskreis 11 verbunden, der gleich ausgebildet ist wie der in Fig. 3 gezeigte Ausgangskreis. Die Basis des Transistors T 3 ist über die Zenerdiode ZD 4 und den Widerstand R 14 mit dem Ausgang 6 des Spannungskomparators 26 verbunden. In Serie zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 3 liegt das Relais K, die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors T 4 und die Diode D 7. Der Kontakt k des Relais K verbindet bei erregtem Relais K die Ausgangsklemmen C und E der Ansteuerschaltung 7 (Fig. 1).
• Zurückkehrend zu Fig. 5b wird nun die Überwachungsschaltung 18 erläutert. An den Klemmen C und B liegt, wie das aus Fig. 1 ersichtlich ist, bei vorhandener Speisespannung U _N immer dann die Steuerspannung U _S &sub1; an, wenn kein AUS-Befehl für das Schütz 6 vorhanden ist, d. h. wenn die Kontakte 3 und 4 (Fig. 1) geschlossen sind. Solange die Steuerspannung U _S &sub1; vorhanden ist, befindet sich der Transistor T 9 im leitenden Zustand. In diesem Fall ist sowohl der an die Klemme 4 des Timers 20 angeschlossene Transistor T 7 wie auch ein mit seiner Emitter-Kollektorstrecke parallel zum Kondensator C 8 geschalteter Transistor T 10 gesperrt. Verschwindet nun durch Öffnen einer der Kontakte 3, 4 (Fig. 1) die Steuerspannung U _S &sub1;, so geht der Transistor T 9 in den sperrenden Zustand über, was bewirkt, daß die beiden Transistoren T 7 und T 10 leitend werden. Das hat einerseits über den Eingang 4 ein Blockieren des Timers 20 und ein Kurzschließen des Kondensators C 8 und somit ein Entladen desselben zur Folge.
• Die Funktionsweise der in den Fig. 5a bis 5e dargestellten Ansteuerschaltung ist wie folgt: Im Normalzustand, d. h. bei vorhandener Speisespannung U _N und eingeschaltetem Schütz 6 leitet der Transistor T 2 der Überwachungsschaltung 9 (Fig. 5a). Das hat, wie bereits erwähnt, zur Folge, daß an den Eingängen 5, 6 des NOR-Gatters 23 (Fig. 5b) der Signalzustand 0 anliegt. Am Ausgang 4 des NOR-Gatters 23 erscheint daher der Signalzustand 1, was zur Folge hat, daß der Ausgang 10 des nachfolgenden NOR-Gatters 24 den Schaltzustand 0 aufweist. Der Spannungspegel am Ausgang 11 des letzten NOR-Gatters 25 ist demnach hoch, was bedeutet, daß der Kondensator C 8 aufgeladen ist.
• Beim Ausfall der Speisespannung U _N entlädt sich der geladene Kondensator C 8 über das Potentiometer R 22 und über den Widerstand R 23 (Fig. 5c). Kehrt nun die Netzspannung innerhalb einer kurzen Zeitspanne, z. B. innerhalb 200 msek., zurück, so weist der Kondensator C 8 noch eine Spannung auf, die größer ist als der am Eingang 2 des Spannungskomparators 26 anliegende Referenzwert. Das hat zur Folge, daß am Ausgang 6 des Spannungskomparators 26 ein Ausgangssignal erscheint, das den Transistor T 3 des Ausgangskreises 11 einschaltet. Das Relais K wird erregt und dessen Kontakt k wird umgeschaltet. Dadurch wird ein Wiedereinschalten des Schützes 6 bewirkt. Der durch den Kondensator C 8 und die Entladewiderstände R 22 und R 23 gebildete Einschaltkreis 19 bewirkt also ein sofortiges Wiedereinschalten des Schützes 6 bei einer kurzzeitigen Spannungsunterbrechung. Die Entladezeitkonstante des Kondensators C 8 kann mittels des Potentiometers R 22 eingestellt werden. Dauert jedoch die Spannungsunterbrechung länger als die durch den Einschaltkreis 19 gegebene Zeitdauer, so sinkt die Spannung am Kondensator C 8 auf einen Wert, der kleiner ist als der Referenzwert am Spannungskomparator 26. In diesem Fall erfolgt kein sofortiges Wiedereinschalten des Schützes 6.
• Der Kondensator C 8 wird vom Eingang C, B her über den Transistor T 10 entladen, sobald U _S &sub1; Null wird, d. h. sobald ein AUS-Befehl für das Schütz vorliegt. Dadurch erfolgt über den Komparator 26 eine Abschaltung des Relais K. Unabhängig vom Einschaltkreis 19 wird beim Wiederkehren der Speisespannung U _N die Steuerschaltung 10 (Fig. 5a) aktiviert, wie das bereits anhand der Fig. 3 erläutert worden ist. Dauert die Spannungsunterbrechung länger als die durch die Steuerschaltung 10 festgelegte Zeitspanne, so erfolgt ebenfalls kein Wiedereinschalten des Schützes 6. Dauert die Spannungsunterbrechung jedoch weniger lang als diese eingestellte Zeitspanne, so erscheint am Ausgang 6 des Spannungskomparators 16 ein Ausgangssignal, das ein Einschalten der Transistoren T 5 und T 6 (Fig. 5b) zur Folge hat. Dadurch wird der Zeitkreis des Zeitverzögerungskreises 17 an Spannung gelegt und es erfolgt eine Rückkopplung von dessen Ausgang 3 an den +-Eingang des Operationsverstärkers 16 um den Ausgang hoch zu halten, auch wenn die Spannung am Kondensator C 5 unter den Vergleichswert sinken sollte. Über das Potentiometer R 16 wird der Kondensator C 6 aufgeladen. Während des Zeitablaufes im Timer 20 ist der Spannungspegel an dessem Eingang 3 hoch. Am Eingang 1 des NOR-Gatters 22 steht somit der Signalzustand 1 an. Der Eingang 8 des nachfolgenden NOR-Gatters 24 weist somit den Signalzustand 0 auf. Da die Steuerspannung U _S &sub2; verschwunden ist, ist der Transistor T 2 der Überwachungsschaltung 9 (Fig. 5a) gesperrt. Das hat, wie bereits beschrieben, zur Folge, daß an den Eingängen 5, 6 des NOR-Gatters 23 (Fig. 5b) der Signalzustand 1 anliegt. Somit weist auch der andere Eingang 9 des NOR-Gatters 24 den Signalzustand 0 auf. Am Ausgang 10 des NOR-Gatters 24 erscheint somit der Signalzustand 1, was zur Folge hat, daß der Ausgang 11 des NOR-Gatters 25 den Signalzustand 0 hat. Somit bleibt der Kondensator C 8 entladen. Nach Ablauf der durch die Aufladezeitkonstante C 6 und den Timer 20 festgelegten Verzögerungszeit nimmt der Ausgang 3 des Timers 20 den Signalzustand 0 an. Da, wie bereits erwähnt, der Transistor T 8 leitet, weist auch der Eingang 2 des NOR-Gatters 22 den Signalzustand 0 auf. Am Eingang 8 des NOR-Gatters 24 steht somit der Signalzustand 1 an, was zur Folge hat, daß beide Eingänge 12 und 13 des letzten NOR-Gatters 25 den Signalzustand 0 aufweisen. Am Ausgang 11 dieses NOR-Gatters 25 erscheint somit der Signalzustand 1. Über den Widerstand R 21 wird nun der Kondensator C 8 sehr rasch aufgeladen. Sobald die Spannung über dem Kondensator C 8 die Referenzspannung am Eingang 2 des Komparators 26 (Fig. 5c) übersteigt, erscheint am Ausgang 6 des Komparators 26 ein Ausgangssignal, das auf die bereits beschriebene Weise ein Ansprechen des Ausgangskreises 11 und somit ein Wiedereinschalten des Schützes 6 bewirkt. Das Wiedereinschalten des Schützes 6 erfolgt somit nicht sofort, sondern erst nach einer durch den Zeitverzögerungskreis 17 bestimmten zeitlichen Verzögerung.
• Erfolgt nun während des Zeitablaufes im Zeitverzögerungskreis 17 ein Abschalten des Schützes 6 mittels eines AUS-Befehles, der durch Öffnen des Kontaktes 3 bzw. durch Betätigen der AUS-Taste 4 erzeugt werden kann, so spricht, wie erwähnt, die Überwachungsschaltung 18 an. Bei einem AUS-Befehl verschwindet die Steuerspannung U _S &sub1;, was ein Sperren des Transistors T 9 (Fig. 5b) zur Folge hat. Das bewirkt, daß die Transistoren T 7 und T 10 leiten. Das Leiten des Transistors T 7 hat ein sofortiges Zurückstellen des Timers 20 zur Folge. Somit wird der Funktionsablauf im Zeitverzögerungskreis 17 unterbrochen und ein Wiedereinschalten des Schützes 6 verhindert.

Claims (15)

1. Ansteuerschaltung für ein Schütz zum Wiedereinschalten desselben nach einer Unterbrechung der Speisespannung, mit einer ersten Überwachungsschaltung zum Überwachen der Speisespannung für das Schütz und einer zweiten Überwachungsschaltung zum Überwachen des Schaltzustandes des Schützes, die beide ausgangsseitig an eine Steuerschaltung angeschlossen sind, der ein Ausgangskreis zum Erzeugen eines Wiedereinschaltbefehls für das Schütz nachgeschaltet ist, wobei die Steuerschaltung bei Wiederkehren der Speisespannung innerhalb einer gegebenen Zeitspanne und bei vor der Spannungsunterbrechung eingeschaltet gewesenem Schütz ein Ansprechen des Ausgangskreises bewirkendes Steuersignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (10) einen bei eingeschaltetem Schütz (6) an die Speisespannung (U _N ) angelegten, bei Speisespannungsunterbrechung von letzterer abtrennbaren und sich über einen Entladekreis (R 9, R 10, D 6) entladenden Kondensator (C 5) sowie einen an diesen angeschlossenen, bei Spannungsrückkehr den Ladezustand des Kondensators (C 5) abtastenden Vergleichskreis (16) aufweist, der nach Maßgabe des abgetasteten Ladezustandes des Kondensators (C 5) ein das Ansprechen des Ausgangskreises (11) bewirkendes Steuersignal erzeugt.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichskreis einen Spannungskomparator (16) aufweist, der bei einer einen Referenzwert übersteigenden Spannung über dem Kondensator (C 5) ein Steuersignal erzeugt.

3. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Entladekreis (R 9, R 10, D 6) des Kondensators (C 5) ein Widerstand (R 9) mit einstellbarem Widerstandswert geschaltet ist.

4. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C 5) der Steuerschaltung (10) mittels eines von der zweiten Überwachungsschaltung (9) gesteuerten Schaltelementes FT 3), vorzugsweise eines Feldeffekttransistors, an den Ausgang der ersten Überwachungsschaltung (8) anschließbar ist.

5. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (C 5) des Steuerkreises (10) ein von der zweiten Überwachungsschaltung (9) gesteuertes, bei ausgeschaltetem Schütz (6) den Kondensator (C 5) kurzschließendes Schaltelement (FT 4), vorzugsweise ein Feldeffekttransistor, geschaltet ist.

6. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überwachungsschaltung (8) ein an den Kondensator (C 5) der Steuerschaltung (10) anschließbares Schaltelement (FT 2), vorzugsweise einen Feldeffekttransistor, aufweist, das bei vorhandener Speisespannung (U _N ) eingeschaltet ist.

7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überwachungsschaltung (8) einen Verzögerungskreis (T 1, R 4, C 3, ZD 2) zum verzögerten Einschalten des Schaltelementes (FT 2) bei Rückkehr der Speisespannung (U _N ) aufweist.

8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überwachungsschaltung (8) einen beim Verschwinden der Speisespannung (U _N ) ein sofortiges Ausschalten des Schaltelementes (FT 2) bewirkenden Steuerkreis (C 2, R 2, R 2&min;, R 3, FT 1) aufweist.

9. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Steuerschaltung (10) und den Ausgangskreis (11) ein durch das von der Steuerschaltung (10) erzeugte Steuersignal aktivierbarer Zeitverzögerungskreis (17) geschaltet ist, der nach Ablauf einer gegebenen Zeitdauer ein das Ansprechen des Ausgangskreises (11) bewirkendes Ausgangssignal erzeugt.

10. Ansteuerschaltung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine dritte, bei vorhandener Speisespannung (U _N ) auf einen AUS-Befehl für das Schütz (6) ansprechende Überwachungsschaltung (18), die ausgangsseitig an den Zeitverzögerungskreis (17) angeschlossen ist und diesen beim Ansprechen zurückstellt.

11. Ansteuerschaltung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen ausgangsseitig an den Ausgangskreis (11) angeschlossenen Einschaltkreis (19), der bei Wiederkehren der ausgefallenen Speisespannung (U _N ) innerhalb einer gegebenen Zeitspanne, die kleiner ist als die durch die Steuerschaltung (10) festgelegte Zeitspanne, ein ein Ansprechen des Ausgangskreises (11) bewirkendes Ausgangssignal erzeugt.

12. Ansteuerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschaltkreis (19) ein bei eingeschaltetem Schütz (6) und vorhandener Speisespannung (U _N ) aufladbaren Kondensator (C 8), der sich bei Ausfall der Speisespannung (U _N ) über einen Entladekreis (R 22, R 23) entlädt, sowie einen Vergleichskreis (26) aufweist, der bei Spannungsrückkehr den Ladezustand des Kondensators (C 5) abtastet und nach Maßgabe dieses Ladezustandes ein den Ausgangskreis (11) einschaltendes Ausgangssignal erzeugt.

13. Ansteuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichskreis einen die Spannung über dem Kondensator (C 8) mit einem Referenzwert vergleichenden Spannungskomparator (26) aufweist, der bei über dem Referenzwert liegender Kondensatorspannung das Ausgangssignal erzeugt.

14. Ansteuerschaltung nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Überwachungsschaltung (18) ein zum Kondensator (C 8) des Einschaltkreises (19) parallelgeschaltetes Schaltelement (T 10) aufweist, das beim Ansprechen der dritten Überwachungsschaltung (18) den Kondensator (C 8) kurzschließt.

15. Ansteuerschaltung nach den Ansprüchen 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C 8) des Einschaltkreises (19) an den Ausgang des Zeitverzögerungskreises (17) angeschlossen und nach Ablauf der durch den Zeitverzögerungskreis (17) festgelegten Verzögerungszeit über letzteren aufladbar ist.